Розроблення електричної схеми електропривода верстата-качалки

 

Для застосування в умовах індивідуального самозапуску випускаються спеціальні блоки керування електроприводами верстатів-качалок. Ці блоки також використовуються при груповому самозапуску і при відсутності самозапуску взагалі. Різні модифікації блоків розраховані на різні потужності електродвигунів.

До складу блока керування (рис. 5) входять автоматичний вимикач QF, триполюсний контактор , теплові біметалеві реле і , реле часу і універсальний перемикач SM, які змонтовані в металевій водонепроникній шухляді. Зовні шухляди містяться ручка перемикача і штепсельний роз'єм , призначений для приєднання електрифікованого трубного ключа.

Перемикач має одне фіксоване (нульове) положення ручки із самоповерненням її в це положення. Для ручного пуску двигуна на місці установки блока після ввімкнення автоматичного вимикача ручку перемикача переводять у положення «Пуск» (вправо), що призводить до замикання контактів і . Котушка контактора збуджується, його головні контакти підключають двигун до мережі, а блок- контакт шунтує контакт , що розмикається при відпусканні ручки перемикача , повертаючись у нульове положення. Контакт лишається замкнутим.

У випадку зникнення напруги двигун відключається від мережі, тому що припиняється живлення котушки контактора .

Наступне відновлення напруги призводить до збудження котушки реле часу , через установлений час замикається контакт , і отримує живлення котушка , яка самоблокується замикаючим контактом . Двигун верстата-качалки підключається до мережі, здійснюється його самозапуск. Котушка реле КТ знеструмлюється контактом , що розмикається. Витримку часу встановлюють від 7 до 20 секунд.

Для відключення двигуна без наступного самозапуску ручку перемикача переводять короткочасно в положення «Стоп» (уліво), що призводить до знеструмлення котушки .

Контакти та , котрі розімкнулися при цьому, залишаються розімкнутими при відпусканні ручки перемикача й її самоповерненні з положення «Стоп» у нульове положення.

Для дистанційного керування ручку ненадовго переводять у положення «Стоп» і відпускають. Після цього включення котушки і пуск двигуна здійснюються натисканням кнопки , а зупинку двигуна – натисканням кнопки , що встановлені на пункті керування.

Для сигналізації на пункті керування про відключення двигуна служить додатковий нормально замкнений контакт .

 

У схемі передбачені захисти:

- від короткого замикання за допомогою запобіжників ;

- від теплових перевантажень за допомогою теплових реле ;

 

 

Рис. 5. Схема керування електроприводом верстата-качалки

- від короткочасного зникнення напруги — самозапуск двигуна;

- від обриву штанг, штока, поламки редуктора, заклинювання плунжера - за допомогою інерційного магнітного вимикача , що встановлений на балансирі верстата-качалки, який спрацьовує від механічного удару при виникненні аварійної ситуації. Вимикач замикає свій контакт, що призводить до спрацьовування проміжного реле , розмикання його контакту і знеструмлення контактора ;

- від обриву фаз за допомогою реле , що знеструмлює у випадку аварії котушку проміжного реле і відповідно котушку контактора .

У тому випадку, коли застосовують груповий чи самозапуск, блоки керування при індивідуальному самозапуску встановлюють у групі двигунів, які запускаються після відновлення напруги без витримки часу, реле часу КТ не монтують, а контакти і замикаючий блок-контакт шунтують перемичками.

 

Вибір елементів схеми

 

2.6.1. Вибір автоматичних вимикачів

Захисні автомати характеризуються номінальною напругою і номінальним струмом.

Номінальна напруга автомата U_а.ном –відповідає найбільшій номінальній напрузі мережі, в якій допускається застосовувати даний автомат.

Номінальний струм автомата I _а.ном – найбільший струм, протікання якого через автомат допустиме протягом необмежено тривалого часу.

Автоматичний вимикач, що використовується для захисту асинхронного двигуна, вибирається з додатка 7 за номінальною напругою і номінальним струмом так, щоб виконувалися умови

U_а.ном U_м.ном (2.16)

І_а.ном І_{дв.ном ,}

де U_м.ном – номінальна напруга мережі, В;

І_дв.ном – номінальний струм двигуна, А.

Номінальний струм двигуна І_дв.ном можна розрахувати за формулою (1.15).

 

2.6.2. Вибір запобіжників

Головним елементом запобіжника є плавка вставка. Для силової мережі вибір плавкої вставки визначається пусковим струмом двигуна, тобто вона не повинна розплавитися під час його запуску.

Для асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором розрахунковий струм плавкої вставки дорівнює

(2.17)

де (співвідношення пускового та номінального струмів для кожного типу двигуна задається у каталозі).

Запобіжники вибирають із додатка 8 за номінальною напругою і номінальним струмом плавкої вставки так, щоб виконувалися умови

U_{вст..ном} = U_{м.н ом,}

. (2.18)

Для групи електроприймачів без пускових струмів (освітлювальна мережа, ланцюг керування) і великої групи приймачів, де пусковий струм одного приймача підвищує сумарний струм усіх приймачів незначно, вибір плавкої вставки запобіжника здійснюється за розрахованим номінальним сумарним струмом усіх приймачів.

 

2.6.3. Вибір теплових реле

Теплові реле застосовують для двигунів тривалого режиму роботи, щоб захистити їх від перегріву до небезпечних температур при довгочасних перевантаженнях.

Для великих двигунів, коли нагрівачі не можуть бути встановлені безпосередньо в коло статора, їх вмикають через трансформатори струму.

Теплові реле обирають із додатка 9 за номінальною напругою U_РТ.ном та номінальним струмом теплового розчеплювача з умови

 

U_РТ.ном = U_{м.ном ,} (2.19)

І_РТном І_{дв.ном ,}

 

де І_РТном - номінальний струм теплового розчеплювача. Для двигунів із тривалим режимом і легкими умовами запуску

 

І_Ртном І_{.дв.ном .} (2.20)

 

Для двигунів, які працюють у повторно-короткочасному режимі, але при важких умовах запуску

І_р.т 1.5І_{дв.ном .} (2.21)

 

2.6.4. Вибір трансформаторів

Трансформатори напруги призначені для зміни величини напруги змінного струму.

Їх вибирають з додатка 10 за потрібними первинною U_1ном та вторинною U_2ном напругами на мінімальну потужність S_ном, що споживається низьковольтною частиною, з умови

 

U_TV1.ном = U_1.ном, (2.22)

U_TV2.ном = U_{2.ном ,}

 

2.6.5. Вибір контакторів

Контактори вибирають із додатка 11 за номінальним струмом

 

І_Кном та номінальною напругою U_К.ном силового кола з умови

U_К.ном = U_{м.ном ,} (2.23)

І_Кном І_дв.ном.

При виборі також необхідно враховувати кількість полюсів силового ланцюга.

 

2.6.6. Вибір проміжних реле та реле часу

Проміжні реле вибирають із додатка 12 за видом струму і напруги ланцюга керування, за видом струму й напруги котушки, що вмикає контакти, за кількістю контактів. Реле обриву фаз вибирають із додатка 13 за номінальною напругою силового ланцюга.

Реле часу вибирають із додатка 13 за номінальною напругою та діапазоном часових уставок, на які необхідно налаштовувати реле.

 

2.6.7. Вибір універсальних перемикачів та кнопок керування

Універсальні перемикачі й кнопки керування обираються з додатка 14 за номінальним струмом (10А) і номінальною напругою, кількістю контактів та ступенем захисту.